Giải Vật lí 10 trang 97 Bài 24: Công suất

Giải Vật lí 10  trang 97 Bài 24: Công suất sách Kết nối tri thức có đáp án chi tiết cho từng bài tập trong sách giáo khoa vật lí 10 KNTT. Mời các em học sinh cùng quý phụ huynh tham khảo

Vật lí 10 trang 96 bài 24

Hoạt động trang 96 SGK vật lí 10

Hai anh công nhân dùng ròng rọc để kéo xô vữa lên các tầng cao của một công trình xây dựng. Dựa vào bảng số liệu dưới đây, hãy xác định xem ai là người thực hiện công nhanh hơn. Lấy g = 10 m/s2.

Lời giải

Lực phát động để thực hiện công trong trường hợp này có độ lớn bằng trọng lượng của xô vữa. Phương thẳng đứng, chiều hướng lên (cùng chiều chuyển động của vật).

– Công do người công nhân 1 thực hiện là:

A1 = P1.h1 = m1.g.h1 = 20.10.10 = 2000 J

– Công do người công nhân 2 thực hiện là:

A2 = P2.h2 = m2.g.h2 = 21.10.11 = 2310 J

– Để xác định được ai là người thực hiện công nhanh hơn, ta so sánh công do 2 người thực hiện trong 1 giây. Ai thực hiện công lớn hơn thì người đó thực hiện công nhanh hơn.

+ Công do người công nhân 1 thực hiện trong 1 s là: \(\frac{2000}{10}\) = 200 J/s

+ Công do người công nhân 2 thực hiện trong 1 s là: \(\frac{2310}{20}\)= 115,5 J/s

Nhận xét: Trong cùng 1 giây, người công nhân 1 thực hiện được công lớn hơn. Do đó, người công nhân 1 thực hiện công nhanh hơn.

Câu hỏi trang 96 SGK vật lí 10

Coi công suất trung bình của trái tim là 3 W.

a) Trong một ngày – đêm trung bình trái tim thực hiện một công là bao nhiêu?

b) Nếu một người sống 70 tuổi thì công của trái tim thực hiện là bao nhiêu? Một ô tô tải muốn thực hiện được công này phải thực hiện trong thời gian bao lâu? Coi công suất của xe ô tô tải là 3.105 W.

Lời giải

a) Đổi 24 h = 86400 s

a) Đổi 1 ngày = 86 400 s.

Trong 1 ngày đêm, trái tim thực hiện được một công là:

A = P.t = 3.86400 = 259 200 (J)

b) Đổi 70 năm = 2 207 520 000 s.

Công thực hiện của trái tim là:

A = P.t = 3 . 2 207 520 000 = 6 622 560 000 (J)

Ô tô muốn thực hiện công này thì phải mất thời gian là:

6 622 560 000 : 3.105 = 22075,2 (s)

Vật lí 10 trang 97 bài 24

Câu hỏi 1 trang 97 SGK vật lí 10

Hãy giải thích tác dụng của líp nhiều tầng trong xe đạp thể thao (Hình 24.1).

Lời giải

Xe đạp có líp nhiều tầng có tác dụng thay đổi chu vi của trục quay, gián tiếp thay đổi sức căng của xích, tức là thay đổi lực tác dụng, mục đích để thay đổi tốc độ của xe khi đi ở các đoạn đường khác nhau.

Câu hỏi 2 trang 97 SGK vật lí 10

Hình 24.2 mô tả hộp số xe máy. Hãy giải thích tại sao khi đi xe máy trên những đoạn đường dốc hoặc có ma sát lớn ta thường đi ở số nhỏ.

Lời giải

Công suất của động cơ xe không đổi, thay đổi số to hay nhỏ ở xe để thay đổi tốc độ của xe, gián tiếp thay đổi lực phát động của xe.

Ví dụ:

– Xe máy bắt đầu di chuyển nên đi bằng số thấp vì lúc đó xe bắt đầu chuyển động, cần lực phát động lớn.

– Xe máy đi trên đường ngoài đô thị, có ít phương tiện đi lại nên đi bằng số cao để tăng tốc độ cho xe và giảm lực phát động, bảo vệ động cơ được bền hơn.

– Xe máy lên dốc nên đi bằng số thấp vì cần tăng lực phát động.

Câu hỏi 3 trang 97 SGK vật lí 10

Động cơ của một thang máy tác dụng lực kéo 20000 N để thang máy chuyển động thẳng lên trên trong 10 s và quãng đường đi được tương ứng là 18 m. Công suất trung bình của động cơ là

A. 36 kW.

B. 3,6 kW.

C. 11 kW.

D. 1,1 kW.

Lời giải

Đáp án A đúng

Câu hỏi 4 trang 97 SGK vật lí 10

Một ô tô khối lượng 1 tấn đang hoạt động với công suất 5 kW và chuyển động thẳng đều với vận tốc 54 km/h thì lên dốc. Hỏi động cơ ô tô phải hoạt động với công suất bằng bao nhiêu để có thể lên dốc với tốc độ như cũ? Biết hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường không đổi, dốc nghiêng góc 2,3^o so với mặt đường nằm ngang và g = 10 m/s².

Lời giải

Đổi 1 tấn = 1000 kg; 5 kW = 5000 W; 54 km/h = 15 m/s

– Khi xe ô tô chuyển động thẳng đều: \(\begin{array}{l}

F = {F_{ms}} = \frac{P}{v} = \frac{{5000}}{{15}} = \frac{{1000}}{3}(N)\\

\Rightarrow \mu = \frac{{{F_{ms}}}}{N} = \frac{{1000}}{{3.10000}} = \frac{1}{{30}}

\end{array}\)

– Hệ số ma sát là:

– Khi ô tô chuyển động lên dốc, các lực tác dụng lên ô tô được biểu diễn như sau:

\(\begin{array}{l}

{F’} = mg(\sin \alpha + \mu \cos \alpha ) = 10000(\sin 2,{3^0} + \frac{1}{{30}}\cos 2,{3^0}) = 733(N)\\

\Rightarrow P’ = F’.v = 10995W

\end{array}\)